JPH0351167B2

JPH0351167B2 -

Info

Publication number: JPH0351167B2
Application number: JP61288612A
Authority: JP
Inventors: Daburyuu Remijan Hooru
Original assignee: RANDOORU INSUTORUMENTO CO Inc
Current assignee: RANDOORU INSUTORUMENTO CO Inc
Priority date: 1986-12-03
Filing date: 1986-12-03
Publication date: 1991-08-06
Also published as: JPH01124434A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、一般的には、光学的測定および試験
の分野に関するものであり、より詳細には、眼の
網膜に縞パターンをつくるための眼科装置に関す
るものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

縞パターンを作り出す方法としては次の２つの
基本的方法がある。すなわち、(1)干渉現象を利用
する干渉法および(2)投影および／またはパターン
増倍を利用するモアレ法である。

干渉縞パターンを利用する測定法および試験法
には非常に多くのものがあり、また干渉縞を作り
出し制御する方法も多くある。一般に、干渉縞パ
ターンは、少なくとも２つのコヒーレントな光ビ
ームを相互作用させるときに、作り出される。２
つのコヒーレントなビームが相互作用するとき、
これらのビームは消去的に干渉して暗点または暗
帯を作り出し、助長的に干渉して明点または明帯
を作り出す。

モアレ縞は、十分に限定された透明領域および
不透明領域からなる２つの同様の幾何学に規則的
なパターンを重ね合せてそれに対して透過照明を
行なう時に、作り出される。モアレ縞を発生する
のに使用される幾何学的に規則的なパターンのい
くつかの例としては次のようなものがある。すな
わち、１ロンキーけい線、２同心円セツトおよび
３放射状格子である。モアレ縞の発生は、投影と
して考えることができる。すなわち、第１のパタ
ーンの影が第２のパターン上へ投影されることに
よつてモアレ縞が作り出される。モアレ縞を記述
している数学上の関数は、重ね合わされた幾何学
的に規則的なパターンの強度透過または放射照度
を掛け合すことによつて得られる。

干渉法およびモアレ法の両者によつて発生され
る縞は、例えば、眼底反応を試験するのに眼科医
によつて使用される。この種のある装置において
は、レーザからの光が２つの隣接したダブプリズ
ムからなる光学素子によつて２つのコヒーレント
なビームに分割される。これらの２つのビーム
は、眼に向けて収れんされ、そこで、相互作用し
て網膜上に干渉縞パターンを作り出す。

検眼分野に使用される別の装置においては、レ
ーザ源および通常のロンキーけい線を用いて干渉
縞が形成される。レーザ源は、ロンキーけい線へ
向けられるレーザビームを発生する。ロンキーけ
い線は、入射ビームを広範囲に亘つて変化した強
度の多重コヒーレントビームへ分割する。２つの
コヒーレントなビームのみを選択し最終的に網膜
へ投影される干渉縞の間隔を制御するのに多くの
光学的および機械的部品を複雑に操作する必要が
ある。更に別の検眼装置においては、２つのロン
キーけい線が使用されている。これらのロンキー
けい線は、最終的に網膜へ結像されるモアレ縞を
作り出す。

眼科医は、眼底反応を試験し測定するために、
モアレ法または干渉法を実施する前述の如き装置
を使用する。この測定は、網膜へ投影される縞の
「細度」を変えて被験者がそれを解像する能力を
監視することによつて行なわれる。ある特定の
「細度」の縞パターンを解像しうる被験者の能力
は、眼底反応の直接的な尺度となる。

上述したのとは全く異なる測定のある分野にお
いては、干渉法またはモアレ法を利用して発生さ
れた縞は、２つの要素を相対的に正確に位置定め
するのに使用される。干渉法の場合には、入射光
ビームは一般に２つの部分に分割される。その一
方の部分は、基準位置から反射され、その他方の
部分は可動要素から反射される。反射されたビー
ムは、再結合されて、出力縞パターンを発生し、
この出力縞パターンは、可動要素の移動につれて
移動する。モアレ法の一例においては、わずかに
異なつた空間周波数を有した２つの高コントラス
トのロンキーけい線が重ね合わされてそれに対し
て透過照明が行なわれる。一方のロンキーけい線
は固定されているのに対し、他方のロンキーけい
線は所定平面にて可動である。光検出器によつ
て、それらの格子を通過する光の変化が感知さ
れ、その移動を指示する信号が発生される。

検眼や位置検出等の種々な応用において縞パタ
ーンを形成するのに干渉法を利用している装置に
はある欠点がある。例えば、この種の装置では、
２つの光ビームは、一般に、異なつた光学素子を
含む異なつた光路をたどる。もし、各光路におけ
る光学素子が光学的に整合していない場合には、
収差によつて縞パターンがひずんでしまう。光学
素子を整合させることによりこのような収差の問
題はなくなるのであるが、このようにすることは
装置の全体的な価格が相当に高くなつてしまう、
その上、この装置は、振動および熱的変化等の
種々の外的影響を受けるものである。これらの外
的影響により、縞パターンが移動したりノイズが
生じたりして、結局、不正確な測定となつてしま
う。

モアレ法もまた多くの制約を受けるものであ
る。狭い間隔および高精度を必要とするとき、モ
アレ縞を発生させるのに使用する幾何学的に規則
的なパターンを作製するのが非常に困難で且つ高
価なものとなつてしまう。一方のけい線を固定け
い線に隣接させて移動させるような場合には、そ
れらけい線間の間隔を一定に保持しなければなら
ず、さもないと、誤差を生じてしまう。また、モ
アレ縞は局部化されているもので、すなわち、モ
アレ縞が存在するのは非常に狭い空間領域に過ぎ
ず、また、そのモアレ縞を所望領域へ結像させる
ためには付加的な光学素子を必要とすることがし
ばしばである。

最近、干渉縞を作り出すのに、１つの振巾格子
と１つの空間的にコヒーレントな準単色光源とが
使用されている。振巾格子は、不透明度がある空
間的な周期的なパターンに従つて変化しているよ
うなほぼ透明から半透明の媒体である。振巾格子
は、入射光ビームを一連の回折コーンまたはオー
ダーに分散または回折させる。各オーダーにおけ
る光の強度または量は、振巾格子の周期的不透明
度の厳密な型に依存している。種々な回折オーダ
ーは略同じ強度であるが、薄い振巾格子のための
スカラー回折理論によれば、主強度が０次の非回
折光に存し、他の回折オーダーの強度が変化する
ことが推定されている。そして、この推定は、実
際の応用装置において確認されている。

この種の１つの応用例において、光源からの光
を振巾格子に通して回折光の異なつた次数のコー
ン、例えば、０次コーンおよび１次コーンを作り
出すことが提案されている。このような異なつた
強度を補償するため、回折光コーンを格子を通し
て反射させる。こうして格子を２回目に通過した
後、反射１次コーンの０次コーンと反射０次コー
ンの１次コーンとは、等しい強度を有しており、
結合されて高コントラストの干渉縞フイールドを
形成する。この二重パス装置は、共通路干渉計に
非常に近似しているので、非常に安定である。共
通路干渉計においては、干渉ビームは同一の光路
をたどる。従つて、乱れによる影響は両ビームに
対して同時に作用するので出力縞模様をひずませ
ることはなく、出力縞パターンは２つの光路の差
にのみ応ずるものとなる。しかし、この種の二重
パス系には格子基体収差およびミラー格子分離度
を制御するのが難しいために種々な問題点があ
る。

ホログラフイーによつて形成される振巾格子の
出現によつて更に改良がなされてきている。ホロ
グラフ振巾格子は、レーザー２ビーム干渉計の精
密な干渉パターンに対して高解像度写真乳剤をさ
らすことによつて作り出される。通常の写真処理
中に、乳剤中の感光性銀ハロゲン化物が不透明な
金属銀となつて振巾格子を形成する。

この種の１つのホログラフ格子の応用例では、
二重周波数ホログラフ格子がいわゆる“シヤリン
グ”パターンを作り出す。この格子は、単一の写
真乳剤を第１の空間周波数₁の第１のレーザ干渉
パターンに対してさらし次いで第２の空間周波数
₂の第２のレーザ干渉パターンをさらすことによ
つて作り出される。両周波数₁および₂に対して
等しい振巾透過変調を行なうには、第１および第
２のレーザパターンに対する露出を調整する。通
常、２つの順次になされる露出は同一であるが、
もし₁および₂が非常に異なつているかまたはも
し一方のレーザパターンが赤色光内にあり他方の
レーザパターンが緑色光内にあるかするならば、
順次になされる露出は写真板のスペクトラルおよ
び周波数応答について補償されねばならない。₁
および₂における振巾透過変調を等しく行なうた
めのこれらの露出調整は、通常、試行錯誤によつ
て行なわれている。

空間的にコヒーレントな準単色光で照明すると
き、この二重周波数格子は、等しい強度の２つの
１次光コーンを作り出す。その一方の光コーンは
₁および₂周波数の各々に関連付けられている。
これらの２つの１次光コーンは、相互作用して、
非常に安定な高コントラストの縞模様を形成す
る。この種の二重周波数ホログラフシヤリング干
渉計もまた共通路干渉計であり、それは構成する
のに簡単である。しかし、この干渉計では、０次
コーンを干渉１次コーンから分離する必要があ
る。このように分離する必要があるために、入力
光コーンのＦナンバーおよび得られるずれの量に
限界がある。その上、２つの１次コーンの回折角
が大きいならば、出力縞フイールドに収差ひずみ
が生じてしまう。更に、出力縞フイールドパワー
と入力パワーとの比率、すなわち効率がわずか約
２％にすぎない。

多年の間、人々は、写真記録された振幅格子を
漂白して“位相格子”を得ていた。体積漂白とし
て知られるかかる漂白の一つの基本的形式は、写
真乳剤中で不透明な銀を透明な高屈折率銀塩に化
学的に変換することである。タンニングとして知
られる第二の漂白形式は、現像された銀をエマル
ジヨン中で化学的に除去して空所を残すものであ
る。タンニング処理された位相格子は、波型表面
を有している。振幅格子は光を選択的に吸収する
のに対して、漂白された位相格子は、入力光ビー
ムを横切る位相遅れをもたらす。その結果、位相
格子は、振幅格子より格段優れており、入力パワ
ーに対する第一次パワーの比がより大きい。

しかしながら、漂白された格子には一般に相当
な問題がある。それらは、非常にノイズが多く、
且つ光に長くさらされると悪変して振幅格子に物
理的に戻る恐れがある。漂白された格子は更に、
振幅格子より空間周波数レスポンスが低い。たと
え体積漂白された格子がほとんどノイズがなく且
つタンニング処理されたものに比べて空間周波数
レスポンスが高くても、それらは一般に劣つてお
り且つ余り効率的ではない。

体積漂白された格子の効率は、その厚さを増す
ことによつて増大することができる。しかし、厚
さを相当増やすと、格子の基本的な回折性を激し
く変えてしまう。どの振幅格子も位相格子も、乳
剤の物理的厚さが格子間隔の５倍を越すと、厚い
と考えることができる。そして、乳剤の厚さが格
子間隔の半分未満ならば、格子は薄いと考えるこ
とができる。厚い格子の性質は、電磁理論により
正確に予測でき、そして、薄い格子の性質は、ス
カラー回折理論によつて言い表わすことができ
る。例えば、厚い位相格子の出力は、零次及び１
つの一次回折コーンだけからなる。更に、格子に
対して或る特定の角度の平面波入力に対してだけ
回折は起きる。他方、同一の間隔の薄い格子は、
格子に対してどのような角度の球面波入力又は平
面波入力でも、複数の次（即ち、０次、±１次、±
２次、±３次等）を発生する。

薄い振幅格子と薄い位相格子との違いは、スカ
ラー回折理論によつて正確に予測できる。完全な
正弦波の振幅透過みだれが薄い振幅格子に存在す
る時、零次及び±１次の回折だけが存在する。完
全な正弦波位相みだれが薄い位相格子に生じる
時、多くの次（例えば、０次、±１次、±２次、±
３次ほか）がみられる。位相格子次の強さは、正
規ベツセル関数〔Jn（ｍ／２）〕²に比例する。但
し、ｎは次数（例えば、ｎ＝０、±１、±２、…）
でありそしてｍはラジアンで表わした位相みだれ
の強さ又は大きさである。振幅格子みだれが完全
な正弦波の形から離れると、更に回折次数が発生
する。これら付加的な回折次数の強さは、格子み
だれ関数に付帯するフーリエ成分の強さに直接関
係している。

位相格子では、非正弦波の位相みだれに伴う回
折次数は、位相みだれの各フーリエ成分からの
個々の出力をたたみこむことによつて予測でき
る。そのような振幅のたたみこみにより、ちよう
ど１つの特定のフーリエ成分に関係する複数の次
の間の複雑な位相関係が明らかにされる。更に、
位相みだれが２以上の基本空間周波数からなる時
には、周波数の和と周波数の差に対応する回折次
数が発生する。たとえば、前述した二周波数ホロ
グラフ格子の効率の悪さを改善するようにその二
周波数ホログラフ格子を漂白することを考えるか
も知れない。漂白はかかる格子の全体的効率を高
めるが、たたみこみによる漂白格子は、所望の基
本周波数回折コーンのほかにその所望基本周波数
回折コーンと相互作用する和の周波数と差の周波
数の回折コーンを発生する。その時、和の周波数
と差の周波数の回折コーンが干渉縞フイールドを
破壊する可能性がある。

上述したことを考慮して本発明の目的は、眼底
反応を検査するための眼科装置を提供することで
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を考慮して本発明によれば、エネルギ
が光軸に沿つて回折格子に向いた光源であつて、
該回折格子は該光源からの光エネルギに応答して
互いに重なつた第１及び第２の回折を生ぜしめ、
重なり領域において干渉パターンを生ぜしめるた
めの上記光源と、上記回折格子からの干渉パター
ンを受けるように配置された、網膜上に干渉パタ
ーンを形成するための焦点合わせ装置とを備えた
眼の網膜上に干渉パターンを形成するための眼科
装置において、Ａ上記光源が、準単色光の空間的にコヒーレン
トな光源であり、またＢ上記回折格子が、ホログラフ的に記録され、
光学的に薄い単一周波数位相格子であつて、写
真エマルジヨンの厚さが格子間隔の1/2より薄
く、異なつた次数であつて回折の重なつた領域
にコントラストが強くノイズの低い干渉パター
ンを生ぜしめ第１及び第２の回折を生ぜしめることを特徴とする眼科装置である。

本発明はさらに、光エネルギが光軸に沿つて回
折格子に向いた光源であつて、該回折格子は光源
からの光エネルギに応答して互いに重なつた第１
及び第２の回折を生ぜしめ、重なり領域において
干渉パターンを生ぜしめるための上記光源と、上
記回折格子からの干渉パターンを受けるように配
置された、網膜上に干渉パターンを形成するため
の焦点合わせ装置とを備えた眼の網膜上に干渉パ
ターンを形成するための眼科装置であつて、Ａ上記光源が、準単色光の空間的にコヒーレン
トな光源であり、またＢ上記回折格子が、ホログラフ的に記録され、
光学的に薄い単一周波数位相格子であつて、写
真エマルジヨンの厚さが格子間隔の1/2より薄
く、異なつた次数であつて回折の重なつた領域
にコントラストが強くノイズの低い干渉パター
ンを生ぜしめ第１及び第２の回折を生ぜしめ、Ｃ上記光源と上記回折格子との間に設けられ
て、上記回折格子から上記光源に向かつて変位
する焦点に光を集めるための第２の焦点合わせ
装置を備え、さらにＤ上記第２の焦点合わせ装置及び上記回折格子
に連結されていて、干渉パターンを変えるため
に焦点を回折格子に対して移動させるための位
置決め装置を備えていることを特徴とする眼科装置を提供する。

本発明は特許請求の範囲に特に示される。本発
明の上記及びほかの目的並びに効果は、添付図面
を参照しての以下の説明を参照すればよく理解で
きよう。

〔実施例〕

Ａホログラフ格子第１図はホログラフ位相格子の発生中に写真プ
レートを露光するのに必要な装置の配列を概略的
にに示している。第１図の配列で第２図に概略的
に示される手順に従つて発生したホログラフ位相
格子は他の図面に示される本発明の種々の実施例
の動作の基本となる。特に、この装置は軸１１に
沿つて光を送るレーザ源１０を有する。第１図の
他の装置は光を２つの分離光路上に走行するよう
に部分に分離し、写真プレートを露光するように
それら分離光をもとに戻す。

普通のビームスプリツタ１３は光を２つの部分
に分離する。第１部分は、光を対物レンズ兼ピン
ホール１６に反射するためのミラー１４，１５を
含む光路に沿つて光を送り、これによりピンホー
ルでの点光源から発する球面波を作り出す。波は
コーン１７に見え、軸１８に沿つて写真プレート
に向けて送られる。ビームスプリツタ１３によつ
て形成された第２光路はミラー２０と対物レンズ
兼ピンホール２１を含み、光軸２３に沿つてピン
ホールでの点光源から発する球面波コーン２３を
作り出す。これらの２つの点光源からの光源は組
合さつて、写真プレート１２上で、消去し合うよ
うに干渉して暗い帯域を作り、また助長し合うよ
うに干渉して明るい帯域を作る。

写真プレート１２は回転テーブルに取付けら
れ、写真プレート１２を位置決めし軸１８と２３
との間の角度θを正確に形成する。プレート１２
での干渉縞の空間周波数ξは次の方程式によつて
近似される。

(1) ξ＝2sin（θ／２）／λ ここで、λはレーザ波長である。プレート１２で
作られた干渉縞は僅かに双曲線であり、長方形帯
域に非常に近似しており、それ故種々の図面のよ
うに示されている。長方形帯域によりよく近似さ
せるためには、プレート１２と各ピンホール１
６，２１との間の軸１８，２３に沿つた距離を増
すことによつて達成される。

第１図に概略的に示された装置は、本発明の特
徴となる所望の特性を有する格子を作るために用
いられた。この装置は簡単で比較的低価格であ
る。例えば、レーザ１０はTEM₀₀モードレーザ
で成り、ビームスプリツタ１３は２つのビームの
強度を等しくすることのできる普通の可変濃度ビ
ームスプリツタである。ミラー１４，１５，２０
は標準平面ミラーである。対物レンズは普通の10
倍顕微鏡対物レンズであり、ピンホールは対物レ
ンズに整合している。距離１８，２３は約２ｍで
ある。この特定の装置を用いて、発明者は、最大
干渉縞ズレ誤差が約0.00254mmの状態で３インチ
×３インチの領域全体に500ライン／mmの干渉縞
を作り出した。

第１図の装置が整えられると、写真フイルムの
エマルジヨンは第２図のステツプ１に示す干渉縞
に露光することできる。この露光ステツプ中、良
質のホログラフ格子を保証するように一定の制御
が実行されねばならない。例えば、露光は振動の
ない環境で行なわれるべきである。ビームスプリ
ツタ１３と写真プレート１２との間の空気の流れ
が生じた干渉縞を歪めうるので熱的妨害を最小に
するべきである。大変に高い濃度と最小の歪みを
要求される応用例においては、軸１８，２３に沿
つた距離は５ｍあるいは10ｍにさえ増加しなけれ
ばならない。λとθとは正確に決定されねばなら
ない。この基本的な装置は高度に正確なホログラ
フ格子を作るのに用いられうるけれど、終局的に
は最大の確度は、角度測定装置の確度、単一周波
数レーザの安定度、及び実施される雰囲気と熱的
な制御によつて定まるであろう。

本書に開示された種々の実施例の構成を可能に
する特定の特性を有する位相格子を作るために、
先ず振幅格子を作ることが必要である。商業的に
入手しうる写真エマルジヨンと現像剤とが与えら
れると、薄いエマルジヨン写真プレートと化学的
に両立しうる現像剤とが選択される。エマルジヨ
ンを強く過露光し、現像不足にする方法は処理エ
マルジヨンの光学厚さをその当初の物理的厚さの
屈折に減ずる。このようにして、第２図のステツ
プ１及び２に記載される制御を用いることによ
り、振幅格子を作り出し、この振幅格子は次の特
徴を有する。

１スカラー回折理論に一致する光学的に薄いエ
マルジヨンを有する。

２漂白後、対応する特定の位相伝達関数に変換
するよう吸収関数が特定の形状を有する。

３漂白後、特定のピークトウピーク位相変調に
変換するような吸収関数の特定振幅あるいは強
度を有する。

特定のプレート型式、露光、現像時間及び現像剤
は後述される。

ステツプ２の現像が完了すると、写真プレート
はステツプ３で酸現像停止溶中で洗浄される。こ
の溶液は酸硬化剤を含む。硬化剤浴で２分間処理
すると受け入れうる結果を得る。

ステツプ４では、写真プレートのエマルジヨン
が定着され硬化される。標準定着浴及び酸硬化剤
が成功裡に用いられ、プレートは約10分間浴中に
浸漬された。

次に（ステツプ５）、エマルジヨンは30秒間予
洗浄され、約20分間ハイポ駆除浴中でハイポ駆除
される。ステツプ６ではエマルジヨンが洗浄（例
えば濾過した水の中で30分間）され、次に、全て
の残留増感染料が除去される（ステツプ７）まで
メタノール浴中に浸される。メタノール浴が完了
すると、プレートは弱風の乾燥空気により乾燥さ
れる。

前述のステツプの全ては、商業的に手に入る化
学剤を用いる普通の写真処理ステツプである。ス
テツプ７の完了後、振幅格子が作られた。ステツ
プ８と９はこの振幅格子を所望の特性を有する位
相格子に変換する。

更に詳しくは、写真プレートがステツプ７で完
全に乾燥された後、プレートが清浄にされるまで
臭素蒸気中でステツプ８の間に漂白される。漂白
作業が完了すると、ステツプ９で、プレートをメ
タノール浴中ですすいで、残留しているBr₂を除
去し、次に、弱乾燥空気風動作により完全に乾燥
される。

以下、特に望ましいこれらのホログラフ位相格
子のある特徴について述べる。まず“薄い”格子
を形成するために露光時間、現像時間及びエマル
ジヨンを選択した。特定の例として、200ergs／
cm²の平均露光を行なつて80〓において標準コダツ
クＤ−19現像剤で15秒間現像して前記処理工程に
よりコダツク131−01プレート上に393.7本／mmの
格子を形成した。大きな現像タンクを用い、かつ
前記プレートを手動で急速に撹拌することにより
一様な現像を達成する。第２図の効程により完全
に処理した後、得られた薄い格子は、入力平面波
ばかりでなく入力球面波も回折され、前述のよう
に、厚い格子は、該格子に対して特定の角度で入
射する入力平面波だけを回折させる。

測定の結果、前記工程により形成した薄い位相
格子は、純正弦波位相伝達関数を有し、そのピー
クトウピーク位相遅れが零次回折と±１次回折の
強度を等しくすることが示された。200ergs／cm²
の露光により、現像された無漂白のコダツク130
−１プレートに対して約0.45の平均振幅透過率が
得られた。実験データにより、薄い回折格子が、
現像された無漂白状態において0.5若しくはそれ
より小さい平均振幅透過率を有する場合には、純
正弦波位相伝達関数が維持されることが確認さ
れた。最終位相格子の強度すなわちピークトウピ
ーク位相遅れは、第２図のステツプ７の後で測定
した平均振幅透過率により定まる限界値内で初期
露光（第２図のステツプ１）を制御することによ
り調節される。低い露光レベルで形成された極め
て弱い位相格子は、強い零次回折光と弱い第１次
回折光と極めて弱い第２次回折光を発生する。高
い露光レベルで形成された強い格子は、しだいに
パワーが高くなる第１次回折光及び第２次回折光
とパワーの低い零次回折光を示す。零次と±１次
の強度が等しい回折光又は零次と±２次の強度が
等しい回折光が初期露光の試行錯誤調節により作
られる。この強度の等しい２つの異なる回折光を
作る薄い回折格子の利点を、該回折格子を利用し
た干渉計についての後述の説明により明らかにす
る。

Ｂ干渉計第３図を参照すると、ヘリウムネオンレーザ３
０を包含する干渉形が概略形で図示されており、
このレーザ３０は、軸３１に沿つて負レンズ３２
の方へ向けられている。この負レンズ３２は、ビ
ームをわずかに拡大し、それによりこのビームは
顕微鏡対物レンズ３３を完全に満たす。この顕微
鏡対物レンズ３３は、この光を前述のように構成
したホログラフ格子３４から距離Ｚだけ離れた焦
点FPに合焦させる。レーザ３０、負レンズ３２
及び顕微鏡対物レンズ３３は、焦点FPから発す
る準単色発散球面波の光源を構成する。ある実施
例では、焦点FPからのコーンは、ｆ／２のコー
ンである。

焦点FPにおける点光源からの球面波が格子３
４に当たると、格子３４が多数の回折コーンを発
生する。スカラー回折理論により、回折したコー
ンの強度は、ベツセル関数〔Jn（ｍ／２）〕²により
支配され、ここでｎは回折次数、ｍはラジアン単
位により格子伝達関数ピークトウピーク位相遅れ
である。前もつて特定した露光時間及び現像時間
によれば、λ＝6328Åにおいてｍ＝2.870の値が
得られる。零次回折コーンと１次回折コーンと
は、〔J₀（1.435）〕²＝〔J₁（1.435）〕²であるから、
そ
の強度は等しい。さらに、回折角は、零次コーン
が両方の１次コーンと重なり、一方、１次コーン
が相互に隣接するだけとなるようにされている。
格子３４から距離Z₂だけ離れたいくつかの点にお
いて、第３図に示すような出力が形成される。零
次コーンは、平面円３５として現われ、２つの１
次コーンは、平面円３６Ａ及び３６Ｂとして現わ
れる。領域３７Ａ及び３７Ｂは、重なり領域であ
り、その領域に干渉縞が形成される。域３７Ａの
中心にある干渉縞が暗い帯域ならば、これに対応
する領域３７Ｂの干渉縞は、明るい帯域である。
この明るい帯域と暗い帯域により、両バンドが図
面に示すようにそのバンドを横切つて同じ強度を
有することを示すものではない。肉眼では、その
照射条件により明僚な交互になつたバンドを感知
するけれども、実際は、干渉縞は、滑らかに変化
し、正弦波関数の２乗に比例する。

純正弦波位相伝達関数は、格子３４と関係して
いるので、領域３７Ａと領域３７Ｂとの干渉縞の
間に180゜の位相シフトが存在する。格子３４の位
相伝達関数が純正弦波から外れると、領域３７Ａ
と領域３７Ｂの干渉縞か、180゜に等しくない他の
位相関数を有するようになる。この180゜の位相シ
フトは、コントラストの高い干渉縞を形成するの
に本質的な問題でなく、矩形電気信号を中心干渉
縞から発生する位置検出に応用する場合に重要で
ある。格子伝達関数の形状を制御することは、前
述のようにエマルジヨン、現像剤、露光時間及び
現像時間の適当な組合わせを選択することにより
達成される。

第３図に示す干渉計は、いくつかの特性を有し
ている。距離Z₁が変化すると、重なり領域３７Ａ
及び３７Ｂ内の干渉縞の数が変化する。詳述する
と、距離Z₁を小さくすると、重なり領域に現われ
る干渉縞の数が小さくなる。距離Z₁が変化する
と、領域３７Ａ及び領域３７Ｂ内に“流れ込み”
またはそこから“流れ出す”。この“干渉縞の流
れ”により、中心干渉縞が広くなつたり狭くなつ
たりするが、中心干渉縞は移動しない。中心干渉
縞は、その各領域の中心部に位置したままであ
る。このZ₁の変化に関する中心干渉縞の動作の重
要性については後述する。格子３４が、軸３１に
垂直でかつ干渉縞の方向に垂直な平面内で移動す
るならば、領域３７Ａ及び領域３７Ｂの干渉縞が
すべてその領域を摺動するように見えるが、その
領域の干渉縞の数は不変である。距離Z₂が変化す
る場合には、干渉縞の数は、同様に同じままであ
るが、この場合にはその大きさが変化し、距離Z₂
が小さくなるにつれて干渉縞の幅が小さくなる。
干渉計のパラメータは次の式の関係にある。

(2) Ｔ＝（Z₂＋Z₁）／ξZ₁ ここで、Ｔは重なり領域３７Ａ及び３７Ｂの干渉
縞周期であり、ξは式(1)で定まる格子３４の空間
周波数であり、Z₁及びZ₂は第３図に示す正方向距
離である。

第３図のホログラフ格子干渉計は実質的に共通
光路干渉計であるのでかなり安定性があり、外部
の影響による干渉縞の歪みの影響を受けない。大
気の変化、すなわち空気流及び熱の不定性により
干渉縞が歪みことはない。さらに、位相格子は、
実質的に透過性であつて回折コーンを形成するた
めの格子３４内における時間遅れに全面的に依存
しているので、その回折コーンの各々の光強度
は、振幅格子から常時得られるものよりもはるか
に大きい。結果として干渉縞の全体的な輝度が高
くなる。その上、零次コーンと１次コーンの各々
の強度が等しいので、消去的干渉及び助長的干渉
が完全なものとなりやすく、したがつて、黒い帯
域は、実質的に黒くなり、一方明るい帯域は、本
質的に標準光の２倍の明るさとなる。このよう
に、この格子により、明るい、コントラストの高
い干渉縞を発生する簡単な共通光路干渉計が作ら
れる。

前記特性は、別異の分野に応用できる漂白位相
格子の３つの特定の応用例を理解するための基礎
となるものである。１つの例では、距離Z₁を意図
的に変えて、所定領域に現われる干渉縞の数を変
えている。この特徴を具体化する装置は、特に眼
底反応試験装置に用いるのに適しており、この眼
底反応試験装置は、第４図ないし第７Ｂ図を参照
しながら後述する。別の応用例では、距離Z₁及び
Z₂は、本質的に不変であるが、格子は移動させら
れて、それにより干渉縞をシフトする。この特徴
を具体化する装置は、特に位置決め装置に用いる
のに適している。第３の応用例では、格子の前に
補光学装置を配置して２つの立体的な透過により
伝達した光により２つの空間的コヒーレント光源
を形成する。これらの２つのコヒーレント光源
は、格子面、すなわちZ₁＝０において重なる。Z₂
＝∞の場合は、格子の後部に配置したレンズの後
側焦点面において観測される干渉縞すなわち輪郭
線がなくなつてしまう。この応用例で用いる位相
格子は、零次と１次の回折光の強度が等しい光の
代わりに、零次と２次の回折光の強度が等しい光
を用いているのを除けば前述のものと同じであ
る。

Ｃ眼底反応試験装置第４図の眼底反応試験装置は、レーザ４０を包
含し、このレーザ４０は、パワーの低いTEM₀₀
モードヘリウム・ネオン円筒型レーザ若しくは他
の類似のレーザであつてもよい。レーザからの光
は、フイルタホイール４２を通つて軸４１Ａに沿
つて送られる。このフイルタホイール４２は、多
数の従来の金属被覆中間密度フイルタを含む。こ
れらのフイルタは、眼底反応試験装置の他の素子
に送られる光の強度を制御する。同様にして、最
終的に患者の眼底に投影された干渉縞の輝度を制
御することができる。

負レンズ４３および顕微鏡対物レンズ４４は軸
線に沿つて移動することができ、光を焦点EPに
集める。負レンズ４３はレーザからビームをわず
かに拡散させ、このため顕微鏡対物レンズ４４の
口径が均一な光分布でもつて完全に占められる。
−４mmの焦点距離を有する両面凹レンズは満足な
負レンズである。顕微鏡対物レンズ４４は通常の
対物レンズであり、10×N.A.0.25対物レンズが満
足なものである。

格子４５はホログラフ的に記録された単一周波
数位相格子よりなり、この格子は先に述べたよう
に作られる。格子周波数は、N.A.0.25対物レンズ
の入力コーンからゼロ次および±１次の理想的な
分離を考慮すべく400本／mmとなつている。格子
４５はまた光学的に薄く、ゼロ次および第１次回
折は等しい長さを有する。後に明らかとなるよう
に、格子が眼底反応検査装置に使用された場合、
格子４５からの出力縞の位相を制御する理由はな
い。したがつて、純正弦波位相乱を防止すること
に関連した処理手順における付加的な拘束は排除
される。光学的に薄いエマルジヨンを作るための
条件と両立し得る都合のよい現像時間が選れる。
露出時間は、位相変調の所定の強度が得られるま
で、試行錯誤を行うことによつて調節される。

このような場合において、等しい強度のゼロ次
数および±１次数を生じる変調が得られる。眼底
反応検査装置用の薄く、きわめてきれいな、低ノ
イズの400本／mm位相格子は、6328Åの
1000ergs／cm²の平均露出でもつてコダツク120−
01プレート上に作ることができる。これらのプレ
ートはコダツクＤ−19現像器で温度68〓で1000秒
間現像される（第２図のステツプ１および２）。
第２図のステツプ３ないしステツプ９は処理を完
全にするために用いられる。

格子４５は異なる次数回折の発散コーンを生じ
る。詳しくは、円３５によつて示されたゼロ次の
コーンと、円３６Ａおよび３６Ｂを隣接させるこ
とによつて示された一次のコーンが存在する。こ
れらのコーンは等しい長さとなつており、このた
めそれらは領域３７Ａおよび３７Ｂに示されたよ
うな高いコントラストの縞が生じ、それら領域に
おいてゼロ次コーンと一次コーンとが重なり合
う。このような特別な実施例において、軸線４１
Ｂは格子４５の中心から領域３７Ａの中心を通つ
て延長する。ダボプリズム４６は縞区域を受ける
ように位置決めされ、かつその縦軸線が軸線４１
Ｂ上となるように配置される。ダボプリズム４６
はその縦軸線のまわりで回転させられるので、縞
区域３７Ａ内の縞配向の角度も２倍のプリズム回
転角度で軸線４１Ｂのまわりを回転する。

縞区域はダボプリズム４６を介して開口ホイー
ル４７に伝わる。開口ホイール４７の任意の開口
は、開口ホイール４７を回転させることによつて
軸線４１Ｂと選択的に整列させられる。接眼レン
ズ４８は、選択された開口を通つて伝えられた光
を受ける。この接眼レンズ４８は患者の瞳孔内に
２つの点光源を形成する。これらの点光源は、対
物レンズとピンホール１６および２１とによつて
第１図で形成した点光源に相当する。領域３７Ａ
の縞区域は瞳を介して伝えられ、眼底に投影され
る。

検査中、患者は彼の瞳孔４９を接眼レンズ４８
の近くで軸線４１Ｂ上に位置させて、２つの点光
源を接眼レンズ４８からさえぎる。患者の眼が適
正な位置にあれば、患者は彼の眼底５０に投影さ
れた縞模様を感知し見ることになる。角膜および
目レンズの光学的能力はこのような装置において
は無視できるので、眼底に投影された縞模様につ
いての影響は無視し得る。

負レンズ４３および顕微鏡対物レンズ４４はス
ライダ５１上に配置され、スライダ５１は軸線４
１Ａに移動することができ、これにより焦点
（EP）は格子４５に対して再位置決めされる。ス
ライダ５１および焦点（EP）は再位置決めされ
るので、縞区域３７Ａ内の縞の数は変わる。患者
の眼底に投影された区域内の縞の与えられた数を
見て識別する患者の能力は反応の標準測定量に直
接的に等しいものとして示される。

眼底検査中、ダボプリズム４６および開口ホイ
ール４７は微妙に作動し、しかも重要な役割を果
す。なぜならば、眼底検査はどちらかといえば主
観的なものであるからである。検査者はダボプリ
ズム４６の回転によつて縞の配向を制御すること
ができ、これにより、或る配向の縞模様を見るこ
とができるという患者の主張が実際に妥当でであ
るか否かが決定される。眼底応答が配向変化を現
わし得る範囲まで、かかる変化の特者についても
評価することができる。

開口ホイール４７の位置決めによつて選択され
た開口の直径は縞模様によつて刺激される眼底領
域の大きさを制御する。このような領域制御は斑
状再生の範囲を決定する上で重要である。開口ホ
イール４７の種々の開口によつて現われた眼底区
域は或る特別な例においては20゜ないし0.5゜の範囲
である。これらの区域は、直径5.0ないし0.15mm
の範囲で眼底に刺激される円形領域に相当する。

第５図には多数の縞模様が図示されており、こ
れらは、第４図に示した装置を用いて検査される
患者によつて知覚されることになる。スライダ５
１が中間位置に配置されると、患者は暗い帯域と
明い帯域とが交互になつた縞模様を知覚すること
ができる。なお、この模様はパターンＡとして図
示される。もし赤い光を発するレーザーが使用さ
れると、光領域は赤となり、暗い領域は黒とな
る。したがつて患者は一連のまつすぐな赤と黒の
ラインを知覚する。スライダ５１が第４図の軸線
４１Ａに沿つて格子４５に向つて移動すると、縞
の数は減少し、患者は比較的少ない幅広の縞を含
むパターンＢを知覚する。同様に、スライダ５１
を格子から離れる方向に中間位置を越えて移動さ
せると、パターンＣに示すように、縞の数は増加
する。一方、もしスライダ５１がパターンＡを生
じる同一位置にある場合、第４図のダボプリズム
４６を22.5゜回転させると、縞は45゜回転してパタ
ーンＤに示す配向になる。

眼底反応検査装置の他の実施例が第６図に示さ
れている。この眼底反応検査装置は、検査者用の
観察システムが付加されている点で第４図に示し
た眼底反応検査器とは異なる。この観察システム
は、共通路原理が領域３７Ａを作り出す重ね合わ
せ次数に適用されているので、付加できるもので
ある。種々の観察システムの設計を利用すること
ができる。というのは、特別な構成要素の選択に
よつて縞ひずみ問題を受けないからである。しか
しながら、最良の観察システムの能力を保証する
ためには、観察システムの構成要素は妥当な品質
のものであるべきである。

第６図に示した観察システムは、開口ホイール
４７と接眼レンズ４８との間に配置されたビーム
スプリツタ５２を有する。ビームスプリツタ５２
は、白色光を光フアイバ案内５３を介して接眼レ
ンズ４８を介して眼に向ける。光フアイバ案内の
光源としては、標準の低出力光フアイバ照明器
（図示されない）を用いることができる。眼から
反射された光は接眼レンズ４８、ビームスプリツ
タ５２、および軸線４１Ｂと整列した開口ホイー
ル４７の開口を通つて別のビームスプリツタ５４
に向う。通常、最も大きい開口は視野の最も大き
い区域を提供するように整列される。ビームスプ
リツタ５４はこの光を凹面ミラー５５に向け、凹
面ミラーはビームスプリツタ５４の付近で眼の表
面の実像を形成する。レンズ５６は眼の表面の実
像を観察のために偏光子５７を介して接眼レンズ
５８の焦点面に伝える。偏光子５７はダボプリズ
ム４６とビームスプリツタ５４との間で別の交差
偏光子５９と協働して、ビームスプリツタ５４か
ら接眼レンズ５８に向つて反射された縞区域のそ
の部分を排除する。観察システムの収差は、開口
ホイール４７をミラー５５の曲率の中心に位置す
ることによつて、また１：１共役の対象なリレー
レンズ５６を用いることによつて減少される。

眼検査で最もひんぱんに遭遇する問題の１つ
は、たとえ最良のあごのせ台であつても、患者の
眼の位置決めである。第６図に示すようなタイプ
の適正に整列された観察システムでは、接眼レン
ズ５８を介して観察された像の正確な中心は、接
眼レンズ４８によつて形成された２つのコヒーレ
ント点光源の間で心合わせされる。したがつて、
検査者が２つのコヒーレント点光源をさえぎるよ
うに患者の瞳孔を適正に位置決めしたとき、検査
者は、瞳孔のはつきりした心合わせされた像を接
眼レンズ５８を介して観察することになる。観察
システムは白内障患者の検査には特に有益であ
る。というのは、観察システムにより、白内障に
おいて存在する任意の開口に２つのコヒーレント
点光源を正確に位置させることができるからであ
る。

第７Ａ図および第７Ｂ図は、本発明に従つて構
成された眼底反応検査装置についての２つの図で
ある。この特別な眼底反応検査装置には、第４図
に示した要素が現出されている。詳しくは、眼底
反応検査装置はハウジング６０を有し、ハウジン
グ６０には通常のレーザユニツト６１が設けら
れ、それはハウジング６０の一端６２から延び
る。レーザ６１は通常のレーザパワー供給器６３
をに連結される。

ハウジング６０内の種々の要素は基板６４上に
支持される。第１の要素は、フイルタホイール４
２を支持する直立スタンド６５を有する。検査者
はフイルタホイール４２の周囲の一部分を回転す
る。フイルタホイール４２は、ハウジング６０の
頂部板６７のスロツトを通つて延びて、適当なフ
イルタを光軸線上に位置させる。フイルタホイー
ル４２の角度位置が摩擦によつて維持されるにし
ても、一層積極的な位置決め手段を直立スタンド
６５とフイルタホイール４２との間で相互作用す
るように回転止割出機構に組み込んでもよい。

第４図に示された負レンズ４３および顕微鏡対
物レンズ４４は、スライダ５１に支持されたハウ
ジング７０に取付けられている。回転カム７１
は、軸を有し、これは、ハウジング６０の側壁７
２を通つて延び、かつスタンド７２Ａに支持され
ている。この軸は、位置決め用突起７３、スケー
ル７４および図示されていない戻り止め機構を支
持している。スケール７４は、20／15ないし20／
400の範囲の相当スネーレン反応において直接に
目盛りされている。検査者が突起７３を回転する
と、カム７１は、回転し、スライダ５１および負
レンズ４３および顕微鏡対物レンズ４４の両者を
縦方向に移動し、これによつて、第４図に示され
た焦点FPの位置を変更する。この実施例におい
て、スライダ５１は、カム従節によつて構成さ
れ、これはカム７１に接触しかつスライド７５に
支持されている。スライド７５は、また、スライ
ダ５１をカム７１に対し押しつけるためのばねを
包含している。

別の直立スタンド７６は、台板６４に支持され
ている。スタンド７６は、格子４５を支持してい
る。したがつて、動力供給源６３が作動されたと
き、レーザ６１から発出した光線は、フイルタ車
４２、負レンズ４３、顕微鏡対物レンズ４４を通
つて格子４５まで通過し、これによつてゼロおよ
び等しい強さを有しかつ重合している第１次数回
折コーンを生じる。１つの特殊な配置において、
格子４５と焦点との間の距離は、約0.6mmないし
25mmの範囲にわたつて変化する。上記距離の範囲
によつて、本装置は、20／400ないし20／15の反
応測定に相当する縞パターンをつくることができ
る。

台板６４上の固定位置に別のスタンド７７が置
かれている。このスタンドは、第４図に示された
軸線４１Ｂ上に鳩形プリズム４６の縦軸線を置く
ためにハウジング６０に対し少し斜めにされてい
る。スタンド７７は、回転可能の車８０を支持し
ている。車８０の一部分は、頂部６７における別
のスロツトを通つて延びている。車８０は、鳩形
プリズム４６を支持し、そのために、検査者によ
る車８０の回転によつて、鳩形プリズム４６を回
転し、第５図のパターンＤに示されているように
フリンジの向きを変更する。

検査器における次の要素は、第４図における軸
線４１Ｂ上に窓車４７および接眼レンズ４８を支
持している端壁８１である。窓車４７の一部分
は、壁６０のスロツトを通つて延び、検査者は、
第４図に示された軸線４１Ｂ上の種々の窓を中心
決めすることができる。さらに、端壁８１は、こ
の壁の外方部分における２つの切欠き８２および
８３を有している。これらの切欠きは、接眼レン
ズ４８の両側において、位置が、ずれている。こ
れによつて、患者の鼻を、検査中にハウジングに
対して位置決めすることができる。例えば、患者
は、その右の眼の検査中に、切欠き８２に鼻を置
くことができる。

以上の検討から、第７Ａ図および第７Ｂ図に開
示された眼底反応試験装置が簡潔でありかつ構成
容易であることは、明らかであろう。格子４５以
外のすべての光学要素は、容易に入手でき、かつ
比較的に安い慣用の要素である。このような要素
は、眼底反応試験装置が共通進路干渉計の一例で
あるため、およびフリンジが熱変化、振動または
その他の環境動乱の作用を受けないために、用い
られる。

Ｄ位置符号器本発明の別の局面によれば、第３図に示された
干渉計は、位置制御方式に容易に用いられるよう
になつている。すでに指摘したように、第３図に
おける重合区域３７Ａおよび３７Ｂにおける縞
は、格子の移動方向における重合区域を通つて移
動する。しかし、もしも焦点FPと格子との間の
距離Z₁が一定のままであると、重合区域における
縞の数は一定のままである。他方、もしも距離Z₂
が変化すると、重合区域内のフリンジの数は、同
じのままであるが、投影型方式において予期され
ているように、重合区域は変化する。

広範囲の測定および制御機能において用いられ
る位置符号器の特殊な実施例は、第Ａ図に開示さ
れている。第８Ａ図において、光線は、準単色、
空間的干渉性光の点光源から発出する。ホログラ
フ的に記録された単一振動位相格子１０１は、支
持器１０２に支持され、この支持器は、光線すな
わちＺ軸線に直角のXY面のＸ方向に移動する。
光源１００からの光線は、支持器１０２に支持さ
れた格子１０１によつて等しい強さのゼロおよび
第１次数コーン中に回折される。ゼロ次数分布
は、平面円１０３として表わされると同時に２つ
の第１次数分布は、平面図１０４および１０５に
よつて表わされる。重合区域１０６および１０７
におけるフリンジは、写真検出器１１０および１
１１上に投影され、これら写真検出器は、当該技
術において周知である位置検出回路１１２のため
の入力信号を発生する。

第８Ｂ図を参照すると、写真検出器１１０およ
び１１１は、重合区域１０６すなわち軸線１２０
および１２１上の各々に生じた中央縞に水平に向
けられる。すでに説明したように、格子位相移送
機能の形の制御は、重合区域における縞を、他の
重合区域における縞との相から180゜外れさせる。
第８Ｂ図に示されているように、写真検出器１１
０は、中央縞位置における暗い帯と整列すると同
時に、写真検出器１１１は、中央縞位置における
明るい帯と整列する。写真検出の目的のために、
この特殊な実施例は、光源１００が、写真検出セ
ルとして赤外線に近い光線を発生するとき、特に
簡単化され、このような写真ダイオードは、スペ
クトルの区域において特に敏感である。

もしも支持器１０２がＸ軸線に沿つて第８Ａ図
において右へ少し移動すると、縞は、それととも
に移動する。大きく移動した後に、第８Ｂ図にお
いて写真検出器１１０および１１１に衝突する帯
は、第８Ｃ図に示された位置へ移動する。明るい
帯は写真検出器１１０に衝突し、また暗い帯は写
真検出器１１１に衝突する。もしも格子１０１が
１mm当り400線の位相パターンを有すると、この
２倍の変化がＸ軸線に沿つて約0.0127mm（約
0.000050インチ）の移動を表わす。この精密さで
さえも、本装置は、写真検出器に衝突する帯が比
較的に広いので、構成するのが比較的に容易であ
る。例えば、約2.54mm（0.1インチ）の幅を有す
る帯は、Z₂が約50.8mm（２インチ）に等しく、か
つZ₁が約0.0254mm（0.001インチ）に等しいとき、
得られる。式(1)を参照されたい。この幅の帯は、
写真検出器の置き場所を都合よくする。なぜなら
ば、それらの場所は、充分緩い公差でつくられる
からである。

本装置は、軸線１２０および１２１に沿つての
格子１０１と写真検出器１１０，１１１との間の
距離における如何なる変化にも本質的には感知し
ない。すでに指摘したように、縞の分野１０６お
よび１０７の大きさは、もしもZ₂が変化すると変
化するが、その分野内の縞の数は、変化しない。
したがつて、第８Ｂ図において、写真検出器１１
０および１１１は、軸線１２０および１２１に沿
つての距離Z₂の如何なる変化にもかかわらず、各
中心縞に中心決めされる。

第８Ａ図に示された点光源１００は、第６図の
レーザ４０、負レンズ４３および顕微鏡対物レン
ズ４４などの要素よりなる。この構造の光源を有
すると、レーザ放射線は、対物レンズを充分に満
たすことができ、したがつて、第８Ａ図に示され
たように半径方向で対称的の良好な境界をもつ放
射分野をつくる。

一方、単一レーザダイオードは、また、それ自
体だけ、または顕微鏡対物レンズ３３と組合わせ
用いることができる。レーザダイオード放射区域
の形は、円形の代りにほぼ長方形である。それゆ
え、レーザダイオードがそれ自体だけで用いられ
るとき、ゼロおよび±次数分布は、第８Ａ図にお
いて、半径方向に対称的でなく、細い境界をもつ
円形１０３，１０４および１０５である。しか
し、第８Ａ図は、空間的干渉性準単色光源がレー
ザダイオードのみであるとき、XY面において、
ほぼ実際の放射線分布をつくる。レーザダイオー
ドおよび顕微鏡対物レンズが組合わされて用いら
れたとき、レーザダイオード放射線は、顕微鏡対
物レンズを充分に満たすことができる。したがつ
て、大きな半径方向の対称をもち良好な境界をも
つ放射線分野がつくられる。如何なる光源の場合
でも、種々の位置の符号器に関する検討は、第８
Ａ図の理想的表現１０３，１０４および１０５を
用いることによつて影響を受けず、全く有効であ
る。

第８Ａ図の本装置は、一方向における測定を行
なうのに用いられると同時に、第９Ａ図は、Ｘお
よびＹの両方向に移動する支持器１２２を開示し
ている。格子１２３は、第８Ａ図の格子１０１と
異なり、その差異は、第１および２図を参照する
ことによつて容易に了解できるであろう。格子１
２３を形成する場合、写真板１２は、第２図にお
いて、ステツプ１を参照して、すでに記載したよ
うに露出される。しかし、写真板は、90゜回動さ
れ、再び露出され、その後に現像される。この二
重露出は、重合された水平および垂直の単一周波
数干渉パターンをつくる。

第９Ａ図を再び参照すると、格子１２３が準単
色の空間的干渉性光線の任意の光源で照らされる
とき、格子は、第９Ａ図にほぼ示され、第９Ｂ図
において平面投影によつて明らかに示された５つ
の回折コーンをつくる。格子上の垂直位相パター
ンは、すでに記載したように円形１０３ないし１
０５によつて表わされたコーンをつくり、これら
のコーンは、重合区域１０６Ａおよび１０７Ａを
つくる。しかし、水平に配置された位相パターン
は、符号１１４および１１５で示した垂直方向に
おけるる１対の第１次数コーンをつくる。４つの
重合区域は、重要である。尖つたくさび状の区域
１０６Ａおよび１０７Ａは、第１次数コーン１１
４および１１５による影響に関係がない第８Ｂ図
の区域１０６および１０７に相当する。尖つたく
さび状の区域１１６Ａおよび１１７Ａは、ゼロ次
数コーン１０３と第１次数コーン１１４，１１５
を重合することによつて形成され、第１次数コー
ン１０４および１０５による影響に関係がない。
写真検出器は、各重合区域のための中央縞に整列
される。区域１０６Ａおよび１０７Ａに整列され
た写真検出器１１０および１１１は、すでに検討
したようにＸ軸線に沿う移動に相当する。写真検
出器１２０および１２１は、区域１１６Ａおよび
１１７Ａと整列する。これらは、Ｙ軸線に沿う垂
直移動を感知する。これらの４つの写真検出器
は、位置検出回路１２４に結合され、この回路
は、XY移動を示すため、またXY位置決めサー
ボ機構への入力をつくるために、上記信号に応答
する。

第１０図は、矩形信号を発生する装置を概略的
に示す。基本的にこの装置は、第８Ａ図に示され
ている装置に受光素子１２５および１２６を加え
て使用するものである。受光素子１１０および１
１１は上方にずらされているが、中央干渉じまの
上に位置している。付加的な受光素子１２５およ
び１２６は、各々の中央干渉じまの右側に４分の
１干渉じま周期離れて（即ち90゜位相をずらして、
あるいは矩形位置に）位置している。かくして容
易に明らかになるであろうように、これらの４つ
受光素子からの信号は、位置および方向の両方の
情報を非干渉的に提供する矩形信号を提供する。

前述の応用例の各々において、点光源と格子と
の間の距離Z₁は一定のまであると仮定する。しか
しながら明らかなようにこのような一定の寸法
は、いくつかの実用的な応用例において達成する
ことが困難である。第１１Ａ図および第１１Ｂ図
は、寸法Z₁の適度な範囲の変化を本質的に感じな
い装置を開示している。この装置はまた、Ｘ方向
のみの移動を探知するための装置と関連させて示
されている。得られる信号は、干渉じまの通過を
数えるためおよび正確な移動指示を提供するため
に上下計数器を有する位置探知装置１２７に送ら
れる。

一層詳細にはレーザー光源１００は格子１０１
を通して光を伝達し、重複領域１０６および１０
７とともに０次および１次コーン１０３，１０４
および１０５を生じさせる。第１１Ｂ図に示され
ているように、受光素子１１０および１１１は第
１群の信号を提供する。もう１つの光源１３０が
光源１００の下方に配置されている。この光源１
３０は、光源１００からの光によつてつくられた
回折コーンの下方に位置する０次コーン１３３お
よび１次１３４および１３５をつくるように位置
決めされる。光源１３０の水平あるいはＸ位置
は、中央干渉じまが重複領域１０６および１０７
の中央干渉じまと90゜位相のずれた重複領域１３
６および１３７をつくり出すように調節される。
受光素子１４０および１４１は、重複領域１３６
および１３７の中央干渉じまと整列する。この配
置によつて矩形信号は、Z₁の変化によつて位置が
変わらない４つの中央干渉じまから発生する。Z₁
を増加させると中央干渉じまの幅は減少するが、
受光素子の開口が中央干渉じまを分解することが
できるならば、正確な矩形信号が発生する。

Ｅ輪郭発生器位置感知・眼底反応試験適用例と関連して以前
開示された単一周波数ホログラフ位相格子を、フ
ーリエ平面フイルターとして容易に使用すること
ができる。第１２Ａ図は、重要な構成要素が単一
周波数ホログラフ位相格子２０７である格子フイ
ルター減光装置を示す。第１２Ａ図の全体的な装
置は干渉光学処理機として非常に良く知られてい
る。レーザー２００およびビーム拡大器／コリメ
ーター２０１は、空間干渉性準単色平面波２０３
の源である。２つのステレオ透明体２０４および
２０５はレンズ２０６の前側焦点面に置かれ、平
面波２０３によつて透照される。両方のステレオ
透明体によつて伝達された波のフーリエー変換は
ホログラフ位相格子２０７のところにあらわれ
る。格子２０７は、フーリエー変換光分布に対し
余弦位相フイルターを構成するように軸に沿つて
配置され、且つマイクロポジシヨナーの上に設け
られる。それからレンズ２０８は、ろ過されたフ
ーリエー変換分布から平面２０９のところに出力
像を形成する。

第１２Ｂ図に示された重要な出力像は、２つの
実像分布の干渉性重なりである。それ故“出力
像”２１０および２１１は古典的な意味での像で
はない。“出力像”２１０の重要な特徴は、等高
輪郭線に相当する暗い干渉じまである。２１０の
輪郭線は、原物の透明体２０５およびその古典的
な像２０５Ａを見通してあらわれる見通し輪郭線
である。“出力像”２１１は２１０と同じ等高輪
郭線を含んでいるが、この場合輪郭線は、原物の
透明体２０４およびその古典的な像２０４Ａを見
通してあらわれる。“出力像”２１０の輪郭線は、
透明体２０５からの光に応答して格子２０７によ
つてつくられた０次コーンが、透明体２０４から
の光に応答して格子２０７によつてつくられた＋
２次コーンと重複したものである。同じく“出力
像”２１１の輪郭線は、透明体２０４および２０
５からの光に応答してそれぞれつくられた格子２
０７からの０次および−２次回析コーンの重複に
よりつくられるものである。レンズ２０８は平面
２０９において輪郭線の古典的な実像を形成す
る。他の等高輪郭線は、原物の透明体２０４およ
び２０５の分離Ｂを機械的に変えることによつて
つくることができる。

この装置の重要な構成要素は、輪郭線を形成す
るように重複すぬ異なつた次数の古典的な像をつ
くりだす格子２０７である。一層詳細には格子２
０７は、901／mmの光学的に薄いホログラフ的に
つくられた位相格子である。この特別な応用例に
おいて、格子伝達関数のピーク・トウ・ピーク位
相遅れは、強さの等しい０次および±２次回析コ
ーンをつくるのに必要な値、即ち3.68ラジアンで
ある。その上位相伝達関数は、完全な減光が重視
した次数の間で生じるよう、２次回析コーンが０
次回析コーンと180゜だけ位相ずれできるように、
純正弦波関数でなければならない。古典的な像２
０４Ａおよび２０５Ａが同一であるならば、減光
が完全であり、暗輪郭線あるいは輪郭干渉じまが
つくられる。

第１図の光学装置によつてつくられた901／mm
干渉じまに露出したAGFA8E75エマルジヨンの
上に、格子２０７をつくることができる。平均露
出は、コダツクＤ−76現像機によつて80〓、現像
時間45秒において、6328Åのところで2000erg／
cm²である。比較的低い振動の格子をつくるとき、
現像機のタンニング作用は望ましくない位相乱れ
を生じさせる。それ故901／mm格子をつくるため
に、タンニングの弱いＤ−76現像機および化学的
に調和するAGFA8E75エマルジヨンを選んだ。
純正弦波位相乱れ作用を維持しながら、強さの等
しい０次および２次回析コーンを最終的な位相格
子から得るために、前述の露出調整方法を使用す
る。第２図の３から９までの残りの工程を処理を
完全にするために使用する。

要するに、高い効率でコントラストの強い安定
した干渉じまをつくりだすために、ホログラフ式
で記録される単一周波数の漂白された位相格子を
利用する基本的な干渉計構造を開示した。更に眼
底反応を試験するため、機械的要素の位置を感知
しあるいは制御するため、および輪郭線をつくり
だすために、この干渉計の３つの異なつた応用例
を開示した。更に眼底反応検査器の特別な例を開
示した。

しかしながら開示された本発明の特別な態様は
ほんの代表的なものであることが、前述の説明か
ら明らかであろう。本発明の利点のうちのいくつ
かあるいはすべてを得るために、基本的な原理を
幅広い応用例に使用することができる。それ故添
付の請求範囲は、本発明の真の精神および範囲内
のかかる変形をすべて覆うことを目的とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるホログラフ格子を作成す
る装置を示す概略図、第２図は本発明によるホロ
グラフ格子を処理する種々の基本ステツプを示す
チヤート、第３図は干渉縞を作成する本発明の一
態様によつて構成された干渉計の概略図、第４図
は眼底反応を測定するための本発明によつて構成
された装置の概略図、第５図は第４図に示された
眼底反応装置で作られる代表的な干渉縞を示す、
第６図は本発明によつて構成された眼底反応試験
装置の代替実施例の概略図、第７Ａ図は本発明に
よつて構成された眼底反応試験装置の斜視図であ
り、第７Ｂ図は第７Ａ図に示した装置の、ハウジ
ングを部分的に取除いた状態の詳細斜視図、第８
Ａ図は本発明によつて構成された位置エンコーダ
の１実施例の概略図であり、第８Ｂ及び８Ｃ図は
第８Ａ図に示された装置によつて作られる代表的
な干渉縞を示す、第９Ａ図は直交軸に沿つた運動
を検知するための、本発明によつて構成された位
置エンコーダの代替実施例の概略図であり、第９
Ｂ図は第９Ａ図に示される装置によつて作られる
代表的な干渉縞を示す、第１０図は矩形信号を形
成するように修正された、第８Ａ図の装置によつ
て作られる干渉縞を示す、第１１Ａ図は安定な矩
形信号を作るための位置エンコーダの概略図であ
り、第１１Ｂ図は第１１Ａ図の位置エンコーダに
よつて作られる干渉縞を示す、第１２Ａ図は１対
の垂直立体写真から等しい高さの輪郭線を発生す
る装置の概略図であり、第１２Ｂ図は第１２Ａ図
に示す装置の動作を理解するのに有用な概略図で
ある。１０……レーザ源、１２……写真プレート、１
３……ビームスプリツタ、１６……ピンホール、
１８，２３……軸、３４……ホログラフ格子、３
５，３６……平面円。

Claims

【特許請求の範囲】１光エネルギが光軸に沿つて回折格子に向いた
光源であつて、該回折格子は該光源からの光エネ
ルギに応答して互いに重なつた第１及び第２の回
折を生ぜしめ、重なり領域において干渉パターン
を生ぜしめるための上記光源と、上記回折格子か
らの干渉パターンを受けるように配置された、網
膜上に干渉パターンを形成するための焦点合わせ
装置とを備えた眼の網膜上に干渉パターンを形成
するための眼科装置において、Ａ上記光源が、準単色光の空間的にコヒーレン
トな光源であり、またＢ上記回折格子が、ホログラフ的に記録され、
光学的に薄い単一周波数位相格子であつて、写
真エマルジヨンの厚さが格子間隔の1/2より薄
く、異なつた次数であつて回折の重なつた領域
にコントラストが強くノイズの低い干渉パター
ンを生ぜしめ第１及び第２の回折を生ぜしめることを特徴とする眼科装置。２光エネルギが光軸に沿つて回折格子に向いた
光源であつて、該回折格子は光源からの光エネル
ギに応答して互いに重なつた第１及び第２の回折
を生ぜしめ、重なり領域において干渉パターンを
生ぜしめるための上記光源と、上記回折格子から
の干渉パターンを受けるように配置された、網膜
上に干渉パターンを形成するための焦点合わせ装
置とを備えた眼の網膜上に干渉パターンを形成す
るための眼科装置であつて、Ａ上記光源が、準単色光の空間的にコヒーレン
トな光源であり、またＢ上記回折格子が、ホログラフ的に記録され、
光学的に薄い単一周波数位相格子であつて、写
真エマルジヨンの厚さが格子間隔の1/2より薄
く、異なつた次数であつて回折の重なつた領域
にコントラストが強くノイズの低い干渉パター
ンを生ぜしめ第１及び第２の回折を生ぜしめ、Ｃ上記光源と上記回折格子との間に設けられ
て、上記回折格子から上記光源に向かつて変位
する焦点に光を集めるための第２の焦点合わせ
装置を備え、さらにＤ上記第２の焦点合わせ装置及び上記回折格子
に連結されていて、干渉パターンを変えるため
に焦点を回折格子に対して移動させるための位
置決め装置を備えていることを特徴とする眼科装置。